| 1. |
|
|
| 2. |
- Campana, Pietro Elia, 1984-, et al.
(författare)
-
Evaluation of the first agrivoltaic system in Sweden
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Photovoltaic (PV) systems in Sweden have primarily been seen as an energy efficiency measure to reduce the amount of purchased electricity for buildings, both residential and commercial. Only recently utility-scale solar systems have begun to increase their share of the solar market to support national energy and emissions targets. Due to the economies of scale, conventional ground-mounted PV (CGMPV) installations represent the best solution for producing electricity at the lowest specific initial investment costs. This relatively new solar market segment, with large-scale ground-mounted solar farms on agricultural land, has faced several challenges with the permitting process. Agricultural land that is suitable for cultivation is of "national importance" according to the Swedish Environmental Code. Cultivable agricultural land may be exploited for other purposes on a permanent basis only if it is necessary to satisfy essential societal interests and there is no other possible land to use within the area in question. Traditionally, ground-mounted solar farms have increased competition for land resources for food production and drawn criticism in the so-called "food-versus-fuel (electricity)" debate over whether agricultural land should be used for electricity generation or food production. Agrivoltaic (APV) systems represent an intelligent solution to avoid land use competition by combining arable farming and electricity production on the same agricultural land. The main objective of this project was to study how APV systems perform from an energy, agricultural and economic perspective compared to CGMPV systems and agriculture production. The project aimed to highlight advantages and disadvantages of APV systems at northern latitudes with an energy-food-water perspective. The aim was pursued by establishing an APV test site, the first APV system in Sweden, monitoring its performance both from an energy and agricultural point of view, and developing new techno-economic models. Data from the APV test site were used to better understand how APV systems at northern latitudes affect: 1) the efficiency of the solar modules; 2) crop productivity, and 3) the financial return for ground-based solar PV systems. The first agrivoltaic system in Sweden has been built on a permanent ley grass field, at Kärrbo Prästgård, Västerås, and research activities have been carried out on the ley grass during 2021 and 2022. As in previous research studies in other countries, we defined three sub-fields: 1) a sub-field is covered only by the ley grass (reference area), 2) a sub-field is a CGMPV system 11.8 kWp solar PV system with two rows of solar modules with a 30° tilt and 3) the last subfield is a 22.8 kWp APV system with three rows of vertically mounted solar modules, with ley grass between the modules. This field set-up allowed for comparisons between practices (agriculture and electricity generation) and technologies (CGMPV systems versus APV systems). The calculated specific electricity production during a typical meteorological year for the APV system and the CGMPV system was 1,067 kWh/kWp/year and 1,116 kWh/kWp/year, respectively. Nevertheless, the APV system tends to have higher efficiency than the CGMPV systems due to the solar irradiation patterns on the solar cell surfaces and wind cooling of the PV modules. The main results of the project in terms of shadow effects on the ley grass showed that the APV system did not significantly affect the productivity of the forage grass in 2021-2022. There was no statistically significant difference between the yield of the samples taken in the APV system and the reference area. Even so, the yield per hectare is reduced by approximatively 10%, when the distance between the vertically mounted solar modules is 10 meters, due to the area under the solar modules that cannot be mechanically harvested. The measurements performed at the test site allowed us to validate the earlier developed model for both electricity production and the effects of shading on crop production. Having a model to assess crop yields under APV systems is of utmost importance to be able to pre-assess the system's effects on food production, which is one of the main goals of APV system regulations worldwide. From an economic perspective, APV systems cannot compete with CGMPV systems due to lower electricity production per hectare, lower density of the solar modules per hectare, and higher investment costs per hectare. Nevertheless, APV systems can be the solution to overcome the legal obstacles that prohibit or hinder the use of agricultural land for electricity generation with PV systems.
|
|
| 3. |
- Campana, Pietro Elia, 1984-, et al.
(författare)
-
Experimental results, integrated model validation, and economic aspects of agrivoltaic systems at northern latitudes
- 2024
-
Ingår i: Journal of Cleaner Production. - : Elsevier Ltd. - 0959-6526 .- 1879-1786. ; 437
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Agrivoltaic systems, which allow the coexistence of crop and electricity production on the same land, are an integrated water–energy–food nexus solution that allows the simultaneous attainment of conflicting Sustainable Development Goals. This study aims to analyse experimental results on the responses of ley grass yield and quality to shadings in the first agrivoltaic system in Sweden. It also aims to validate an integrated modelling platform for assessing agrivoltaic systems' performances before installation. An economic analysis is carried out to compare the profitability of agrivoltaic versus conventional ground-mounted photovoltaic systems and, using a Monte Carlo Analysis, to identify the parameters that most affect the profitability. Despite the agrivoltaic systems’ supporting structures and photovoltaic modules producing an average ∼25% reduction in photosynthetically active radiation at ground level, no statistically significant difference was observed between the yield of the samples under the agrivoltaic system compared to the yield of the samples in the reference area. The agrivoltaic system attained land equivalent ratios of 1.27 and 1.39 in 2021 and 2022, respectively. The validation results of the integrated modelling platform show that the sub-model concerning the crop yield response to shading conditions tends to underestimate ∼7% the actual average crop yield under the agrivoltaic system. The results of the economic analysis show that, from a net present value perspective, agrivoltaic systems have a profitability that is ∼30 times higher than a conventional crop rotation in Sweden.
|
|
| 4. |
|
|
| 5. |
- Hörndahl, Torsten, et al.
(författare)
-
Belysning i stallbyggnader : energieffektiv belysning och god djurvälfärd
- 2013
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Kraven på energieffektivare belysning har gjort att fler typer av ljuskällor börjat används i djurstallar. Det saknas dock en aktuell sammanställning av hur lantbrukets produktionsdjur påverkas av både naturligt och artificiellt ljus. Utgångspunkten för detta projekt har varit att ta reda hur nötkreatur, gris, häst och fjäderfä uppfattar sin omgivande miljö samt hur deras synsinne reagerar på olika våglängder och intensitet samt under hur lång period det är ljust (fotoperiod). En annan utgångspunkt har varit att utformning av belysningen i djurstallar borde utgå från djurens behov och preferenser då det finns goda skäl att anta att djurens välbefinnande, tillväxt, hälsa och produktion (t.ex. mjölk eller ägg) påverkas av ljusmiljön (Ulrich, 1979; Bourdon, 1997). Eftersom det med modern belysningsteknik finns mycket goda förutsättningar att anpassa belysningen så att den efterliknar naturliga utomhusmiljöer, öppnas intressanta möjligheter att anpassa belysningen så att den förbättrar djurens välbefinnande och produktion utan att arbetsmiljön försämras i stallarna. Syftet med projektet var att ta fram förslag för hur energieffektiva ljuskällor och armaturer kan användas i djurstallar. Projektet har innefattat litteraturstudier och sammanställning av material från de senaste forskningsrönen och bästa teknik. Data har sökts för att ta reda på hur produktionsdjur (häst, ko, gris och fjäderfä) uppfattar ljusstyrka, ljusflöde, spektralfördelning och färgtemperatur som underlag för val av ljuskälla samt lämplig placering av armatur. Belysningen använder ca 10 % av elenergin i djurstallar undantaget värphöns där något mera används. Därför är det viktigt att ha ljus på rätt ställe och att använda så energieffektiva ljuskällor som möjligt. För att minska energianvändningen kan man utnyttja dagsljuset så mycket som möjligt t. ex. genom att använda ljussensorer som dimmar eller släcker belysningen när dagsljuset är tillräckligt. Dagsljusets betydelse och hur detta kan utnyttjas behandlas inte i denna rapport utan endast hur artificiellt belysningen kan användas bättre. Jordbruksverkets Föreskrifter (SJVFS 2010:15) anger endast i generella termer djurens behov av dagsljus samt utformning av dag- och nattbelysning. Teknisk specifikation för ekonomibyggnader (SIS-TS 37:2012) anger riktvärden för belysningsstyrka (lux) och ungefärligt effektbehov för lysrör. Riktvärdena är nära det som anges i Arbetsmiljöverkets föreskrifter (AFS 2009:2) och Svensk Standard (SS-EN 12 464-1). Det finns även ett EU direktiv (2001/93) vilket anger att grisar ska ha minst 40 lux 8 timmar per dag. I dagsläget utformas belysningen i djurstallar ofta utifrån äldre nyckeltal vilket medför överdimensionerad belysningsintensitet (Jørgensen, 2006; Haraldsson & Henrysson, 2011). Från föreliggande genomgång kan följande slutsatser dras: För att få bra belysning med låg energiinsats måste man använda moderna projekteringsverktyg som tar hänsyn till ljuskälla, armatur och dess placering samt reflektionen från väggar, golv, tak och djur. För att ordna energieffektiv belysning med brett ljusspektrum i djurstallar är i dagsläget lysrör och s.k. lågenergilampor förstahandsalternativet eftersom de passar i befintliga armaturer. Lysdioder (LED) är ett intressant alternativ i den mån tillräckligt ljusflöde kan erhållas och spektralfördelningen är lämplig för djurslaget. Metallhalogen- och högtrycksnatriumlampor med dagsljusliknande spektralfördelning kan vara ett alternativ vid nybyggnad eller när all belysningsel ska bytas ut. Ljusutbytet (lm/W) varierar mycket inom respektive typ av ljuskälla. Därför finns mycket energi att spara genom att välja den ljuskälla som är effektivast inom respektive typ. Ljusnivån ska ge god arbetsmiljö samt vara anpassad till djurslaget med avseende på både ljusintensitet och spektralfördelning. Se respektive djurslag. Dagsljuset bör utnyttas i så stor utsträckning som möjligt och kompletteras med artificiellt ljus när så krävs för att spara energi. Nattbelysning till nötkreatur och grupphållna hästar bör ordnas genom att alla ljuskällor dimmas så att jämn belysningsstyrka erhålls i stallet och att djuren inte bländas av enstaka ljuskällor som är tända, Grisar och fjäderfä ska inte ha nattbelysning Grisar, nötkreatur och häst är dikromata djur dvs de uppfattar endast två färger i ljusspektrumet. De kan dock uppfatta våglängder av det människan anser vara rött ljus men de ser det som grått ljus med lägre intensitet. Fjäderfä har ett mycket väl utvecklat synsinne och de bör därför ha ljuskällor med brett ljusspektrum. Intensiteten på det ljus som djur uppfattar påverkar melatoninhalten (hormon som indikerar vila/sömn) i blodet. Får dagaktiva djur tillräckligt hög ljusintensitet sänks halten melatonin i blodet och djuret blir aktivare. Vid låg intensitet ökar melatoninhalten vilket gör att djuren vilar. Nötkreatur Det finns fortfarande kunskapsluckor om vad nötkreatur ser, och hur de påverkas av dagsljus, spektralfördelat ljus, olika ljusintensitet och mörker i sin belysningsmiljö. Det som saknas är framför allt kunskap om hur djuren uppfattar sin omgivning. Ett antal undersökningar ger dock en viss ledning om hur belysningen kan utformas med hänsyn till djurens möjlighet att uppfatta omgivningen. Förmodligen har nötkreatur sämre synskärpa på avstånd över 3-4 m. Vi vet inte hur synskärpan påverkas av ökad belysningsintensitet men ökad belysningsstyrka medförde bättre rörlighet hos kor nattetid. Mjölkkor har stora ögon med en hög koncentration av stavar och tapetum lucidum (ett reflekterande skikt bakom näthinnan) och är därför väl anpassade för små ljusmängder. De har ett brett band med hög koncentration av synceller över näthinnan vilket förmodas ge dem god syn på långt håll. Nötkreatur är tvåfärgsseende med högsta spektrala ljuskänslighet vid våglängderna 455 och 554 nm. Den maximala våglängd som de kan uppfatta hos ljus är ca 620 nm. Kunskap om djurens preferenser av olika våglängder av ljus vid olika aktiviteter skulle kunna ge vägledning för förbättringar av miljön för nötkreatur, exempelvis djurens dagliga kommunikation med varandra, men mer forskning behövs för att bekräfta resultaten. Några uppgifter om hur nötkreaturen påverkas av olika ljuskällor har inte hittats förutom att UV-ljus kan ha positiv inverkan på mjölkproduktionen, men detta har endast påvisats i ett försök. Däremot har moderna stallar för nötkreatur ett stort inslag av naturligt ljus jämfört med äldre byggnader. En antal företag har tagit fram underlag för utformning av belysning i mjölkkostallar. Dessa utgår främst från de produktionshöjande effekter som ökad dagslängd innebär för lakterande mjölkkor och ungdjur. Relativt lite diskuteras i svenskt rådgivningsmaterial hur dessa resultat ska erhållas och hur belysningen ska utformas t.ex. nattetid vid robotmjölkning samt för sinkor/dräktiga kvigor. Få studier om belysning har utförts i kommersiella besättningar i Sverige. Med ökad effektivitet i modern belysning kan belysningsstyrkor om 300-500 lux vara lämpliga, vilket motsvarar ljusnivån utomhus vid en dimmig dag. En ljusnivå om 100 lux dagtid kan då motsvara en miniminivå. Nattbelysningens i stallet rekommenderas ge en jämn belysningsstyrka om ca 5-10 lux, vilket inte tycks påverka kornas nattvila. En framtida belysningslösning kan vara ett kombinerat LED-ljusrör med dagsljus- och nattbelysning, där den artificiell belysningen kopplas in då mängden dagsljus i stallet minskar. Gris Grisen är mycket anpassningsbar och det finns otillräckligt med information för specificera vad som är optimal ljusmiljö för djuret med avseende på spectralfördelning, tid med ljus per dag eller belysningsstyrka. I många studier saknas uppgifter om vilka ljuskällor och belysningsstyrka som använts och resultaten är därför svåra att tolka. Grisen har likartat antal stavar, ögonstorlek och näthinna som människa vilket kan förmodas ge likvärdig ljusinsamlingsförmåga. Grisar har mycket färre tappar än människan vilket tyder på sämre synförmåga än människans vid högre ljusnivåer. Grisar har ett smalare synfält men bättre synskärpa än övriga hovdjur. De är i likhet med nötkreatur och hästar dikromata, dvs ser bara två färger. Ljuskällor som enbart ger rött ljus uppfattas som ljussvagare än ljuskällor med övriga våglängder (ca 400-600 nm). Grisen kan inte uppfatta UV-ljus. Grisen väljer att vara i samma belysningsstyrka som den är van vid, oavsett ljusintensitet. EU direktiv 2001/93 kräver en minimumbelysning om 40 lux i grisstallar. Denna belysningsstyrka uppfattades varken positivt eller negativt av djuren. Grisar väljer att vila i utrymmen med mycket låg belysningsstyrka (2.4 lux) och påverkas negativt om den inte får mörker minst 6 timmar per dygn. Häst Optimal ljusmiljö hos häst är mycket lite undersökt och det saknas uppgifter om ljuskällor, ljusintensitet och antal timmar med ljus respektive mörker hästen bör ha. För att få en uppfattning om vad som skulle kunna vara god miljö kan man jämföra med resultat från studier på nötkreatur, då dessa djur ursprungligen kommer från samma miljö och deras ögon har en likartarad uppbyggnad. Hästen har en mycket brett synfält men har dålig synskärpa. Hästen ser två färger men kan se ljus med våglängder i det röda spektrumet, men uppfattar det inte som rött. Som växtätare har hästar och kor sina ögon riktade åt sidan, vilket ger ett vidare synfält och förbättrar möjligheten att upptäcka predatorer. Dessutom har de stora ögon vilket generellt ger bättre syn än små ögon. Häste
|
|
| 6. |
- Hörndahl, Torsten, et al.
(författare)
-
Betblast som biogassubstrat
- 2011
-
Ingår i: LTJ-fakultetens faktablad.
-
Annan publikation (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)
|
|
| 7. |
- Hörndahl, Torsten
(författare)
-
Energiförbrukning i jordbrukets driftsbyggnader : en kartläggning av 16 gårdar 2005-2006 kompletterat med mätningar på två gårdar 2010-2012
- 2012
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Föreliggande rapport består till stor del av material från den tidigare rapporten (Hörndahl, 2007) men har kompletterats med ytterligare data. Följande företag har studerats: -fem kompletta mjölkproducenter samt tre företag där endast vissa funktioner studerades. Dessa använde mellan 930 och 1520 kWh/ koplats och år eller mellan 0,125-0,203 kWh/l mjölk -fyra grisproducenter samt ett stall för specialiserad slaktgrisproduktion.Om man antar att en sugga producerar 24 grisar per år skulle energianvändningen bli 48,4-93,5 kWh/producerat slaktsvin. Minst energi användes i stallar med enhetsbox eller tillväxtboxsystem. -två äggproducenter samt två slaktkycklingproducenter. Energianvändningen uppmättes 3,1 kWh/år och höna i inredd bur samt 5,0 kWh/år och höna i frigående system. -fyra torkanläggningar använde mellan 4,2 och 7,4 kWh el energi/ton spannmål. Dieslolja mättes ej.
|
|
| 8. |
- Hörndahl, Torsten, et al.
(författare)
-
Idéer för att spara tid i mjölkproduktionen
- 2010
-
Ingår i: LTJ-fakultetens faktablad.
-
Annan publikation (populärvet., debatt m.m.)abstract
- Rationalisering inom mjölkproduktion handlar oftast om att färre arbetstimmar läggs per producerat kg mjölk eller, annorlunda uttryckt, att en mjölkproducent producerar allt fler kg mjölk. En rationalisering bör även innebära att kvalitén helst blir lite bättre och jämnare. I samband med att man bygger ett nytt stall försöker man att utnyttja den senaste kunskapen och bästa teknik för att bli så effektiv som möjligt. Men när byggnaden väl står där, är det lätt att bli ”hemmablind” och därmed missa möjligheter till rationaliseringarna. Denna skrift har som syfte att beskriva några tänkbara sätt att gör mindre förbättringar av produktionen i befintliga byggnader för mjölkproduktion. Förbättringarna har därför karaktären av idéer som måste appliceras på de speciella förhållanden som råder hos en specifik mjölkproducent eftersom förhållandena varierar så mycket mellan företagen. Detta projekt är ett samarbete mellan SLU och Skånesemin och har delvis finansierats av medel från Partnerskap Alnarp
|
|
| 9. |
- Hörndahl, Torsten, et al.
(författare)
-
When handling round bales after stretch-film application
- 2012
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The aim of these studies was to investigate whether or not there were any differences in seal integrity or quality in round bale silage depending on the time between stretch-film application and handling. 122 bales were rolled and wrapped on 4 occasions with a Vicon 1601 Kombibaler. The bales were made from a grass or clover/grass crop and pre-wiltet to the DM ranging from 35%-76% DM. Handling of the bales was done at 5 different times after baling: within 1 h, at approximately 3 h, at 24 h, after 3 days and after 10 days. A Trima Quadrigrip was used with enough gripping force to move the bales without them slipping. There was also one treatment where the bales were not handled at all. The seal integrity of the bales was measured at least 13 weeks after wrapping. The bales were then unwrapped, examined for yeast, mould and chemically analysed. A statistical analysis was made with time of handling and cut as variables for Least square means. The result shows no clear evidence that bales with DM higher than 40% would be better or worse to be gripped any time within the first 10 days after stretch-film application for. Bales with lower DM-content had less seal integrity when gripped at 3 and 24 hours after wrapping and should not be handled during this interval.
|
|
| 10. |
- Jeppsson, Knut-Håkan, et al.
(författare)
-
Dimensionering av belysningsstyrka i djurstallar med programmet DiaLux och en kvantitativ jämförelse av ljusmiljö i beteshagar och kostallar
- 2014
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Delprojekt 1: dimensionering av belysning i djurstallar Den totala direkta energivändningen inom jordbruket uppskattades till att vara 3,7 TWh/år varav 1,1 TWh/år var elenergi. Belysningen använder ca 10 % av elenergin i djurstallar undantaget värphöns där något mera används. Uppskattningsvis förbrukas 69-179 GWh av elenergin till belysning i stallar för olika djurslag. För att uppnå de rekommenderade värdena för belysningsstyrka använder specialister på belysning idag dimensioneringsprogram av typen Dialux där man utifrån lokalens mått, väggmaterialens färg och struktur väljer lämpliga armaturer och ljuskällor så att önskad intensitet och fördelning erhålls. Ljuskällorna definieras med både ljusflöde och spridningsvinkel för att även ge en jämn belysning när så krävs. Dimensioneringsprogrammen är emellertid inte anpassade till förhållandena i lantbruksbyggnader. Exempelvis finns inte uppgifter på reflektansen för specifika material i djurstallar såsom golvytor med strömedel alternativt gödsel. Det finns inte heller uppgifter på hur ljuskällans samt ytmaterialens reflektans påverkas av nedsmutsningen i djurstallar. Syftet med delprojekt 1 var att öka kunskapen om hur man dimensionerar energieffektiv belysning anpassad till djurstallar med moderna dimensioneringsprogram; att ta fram reflektansen för ytmaterial som är specifika för djurstallar och undersöka nedsmutsningens betydelse; samt att jämföra beräknad belysningsstyrka och ljusfördelning med uppmätta värden. Under vintern 2012-2013 har mätningar av byggnadsytornas reflektans samt belysningsstyrkan vid artificiell belysning i rummet utförts i 6 byggnader för djur. Mätningarna har utförts med hjälp av en referensskiva med känd reflektans samt ett universalinstrument för mätning av luminans, Hagner S4 Universal Photometer. Mätningarna genomfördes både före och efter att armaturernas kupor tvättats samt i två fall även före och efter att stallet tvättats. Samtliga lysrörsarmaturer var slutna och utan reflektorer. Belysningen i djurstallarna har beräknats med dataprogrammet Dialux (version 4.11) och beräknad belysningsstyrka samt ljusfördelning har jämförts med resultaten från mätningarna. Golven har lägst reflektans i djurstallar. Uppmätta värden ligger mellan 0,07 och 0,32. Fuktiga, nyligen tvättade och smutsiga golv har lägre reflektans (ca 0,10) än torra golvytor utanför boxarna (0,20 – 0,25). Fuktiga och smutsiga dränerande golv (betong, metall) kan ha lägre reflektans än 0,10. Strömedel på golv ökar reflektansen till ca 0,30. Boxmellanväggar och inredning har ofta högre reflektans än golven och har reflektans mellan 0,20 – 0,40. Innerväggar i djurstallarna är ofta målade och färgen avgör till stor del reflektansen. Mätningarna visar värden mellan 0,25 – 0,60, där reflektansen är lägre för nedre delen av väggarna både pga smutsmängd men även att nedre delen av väggarna är målade med mörkare färg. Övre delen av innerväggarna hade i ett fall mycket hög reflektans (0,91). Innertaket är ofta av ljus korrugerad plåt men kan också vara av träpanel. Plåttaken i de undersökta djurstallarna hade reflektans mellan 0,50 – 0,80. Både boxmellanväggar, innerväggar och innertak får högre reflektans efter tvättning. Reflektansen från en mjölkko (Holstein) mättes, där svart hårrem hade reflektansen 0,02 och vit hårrem 0,41. Belysningsstyrkan i stallarna var lägst för slaktsvin och högre för ko och häst. Belysningsnivån 0,45 m över golvet uppgick till 61-75 lux för slaktsvin, 164 lux för digivande suggor, 120 resp. 154 lux för mjölkkor och 255 resp. 135 lux för häst. Tvättning av lampkupor förbättrade ljusstyrkan med 3-20 % beroende på stalltyp, mer för svinstallar än för övriga. Störst skillnad i ljusfördelning (kvoten mellan uppmätt belysningsstyrka och medelbelysningsstyrka) hade grisningsstallet medan övriga låg på ca 0,55- 1,55. Belysningen i ett rum förändras med ljuskällans och armaturens ålder, nedsmutsning av armatur och ytor samt underhållsnivån. Beräkningarna i datorprogrammet Dialux är utförda med bibehållningsfaktorn 1,0 samt med uppmätta reflektanser för tvättade byggnadsytor. Den beräknade belysningsstyrkan var för samtliga byggnader högre än uppmätt belysningsstyrka. Skillnaden mellan uppmätt och beräknad belysningsstyrka var en faktor mellan 0,63 – 0,89. Genom att välja bibehållningsfaktor i Dialux kan effekten av ljuskällornas och armaturernas ålder, nedsmutsningen av armaturer och ytor samt underhållsnivån korrigeras. Dimensioneringsprogrammet Dialux är ett bra hjälpmedel för beräkning av belysningsstyrka i lantbruksbyggnader för att erhålla noggrannare dimensionering och energibesparing. Reflektansen för golvytorna i djurstallar varierar mellan 0,07 och 0,32 och beror av hur smutsiga och fuktiga golven är samt typ av golv och mängden strömedel. Boxmellanväggar har reflektans mellan 0,20 – 0,40 och innerväggar mellan 0,25 – 0,60. Innertak av korrugerad plåt har reflektans mellan 0,50 – 0,80. Totala bibehållningsfaktorn bör sättas till värden mellan 0,60 – 0,85 i djurstallar för att erhålla korrekt belysningsstyrka vid beräkning i programmet Dialux. Lägre bibehållningsfaktor (0,60 – 0,70) i stallar som blir mycket nedsmutsade (exempelvis gris- och nötstallar) och högre bibehållningsfaktor (0,80 – 0,85) stallar som blir mindre smutsiga (exempelvis häststallar). Beräkningar i programmet Dialux visade en ljusfördelning som var ±15 % från uppmätta värden. Hur inredning ritas in i Dialux kan påverka ljusfördelningen i stallet. För att förbättra noggrannheten vid beräkningar i programmet Dialux bör det införas standardritningar på utrustning och inredning som kan inverka på belysningsstyrka och ljusfördelning. Delprojekt2: ljusmiljön i kostall jämfört med hagmark Synsinnet hos respektive djurarter är anpassat till den naturliga miljö som de en gång utvecklades i. Detta betyder att både själva ögat och den del av hjärnan som behandlar synintryck hos varje djurart har sina speciella egenskaper som gör att synen fungerar på bästa sätt under ljusförhållanden som liknar den miljö deras vilda förfäder levde i. Det finns goda skäl att misstänka att djurens välbefinnande, tillväxt, hälsa och produktion påverkas av ljusmiljön. Analys av bildstatistik för utforskning av omvärldsmiljöer är en ny teknik som växt fram som en bas för kamerastyrd robotik. Med tekniken kan viktiga egenskaper i en visuell miljö identifieras. Bildstatistik ger möjligheter att både undersöka och förstå synsinnets egenskaper, men ännu har inte olika naturliga miljöer analyserats och karaktäriserats med hjälp av modern bildstatistik. Att undersöka ljusmiljöns effekt på djur borde kunna möjliggöra en bättre anpassning av ljusmiljön i ett djurstall. Syftet med delprojekt 2 var att undersöka om det är möjligt att utforma en ljusmiljö som bättre överensstämmer med djurens ursprungliga livsmiljö. Ett analysprogram utvecklades för att kvantitativt kunna jämföra ljusfördelning och kontrastrikedom i olika miljöer. Rådata utgörs av bilder tagna med ett fisheye-objektiv med en bildvinkel på 180°. Varje bild innehåller således information om ljusfördelning och kontraster i olika riktningar. Med hjälp av ett stort antal bilder i varje miljö kan analysprogrammet beräkna medelvärden för den vertikala fördelningen ljus, färger, kontraster och färgkontraster. Mätningar i hagmark och stallmiljö uppvisar mycket stora skillnader. Stallmiljön utmärks av mindre total variation, mindre färger och en onaturlig fördelning av kontraster. Hagmarken karakteriseras av ett mörkt band längs horisonten (beroende på att träd och buskar linjeras upp längs horisonten), medan stallmiljön istället har ett ljust band vid horisonten (fönster). Trots att mängden mätdata är begränsat visar resultaten på en uppenbar potential att med modern LED-belysning göra stallmiljöer betydligt mer naturliga och därmed skapa en möjlighet till ökat välbefinnande och minskad stress hos både djur och människor som befinner sig i miljön.
|
|
| 11. |
|
|
| 12. |
- Kreuger, Emma, et al.
(författare)
-
Biogas från Skånsk betblast - potential, teknik och ekonomi
- 2014
-
Rapport (populärvet., debatt m.m.)abstract
- Sammanfattning I Skåne odlas 34 500 ha sockerbetor för sockerutvinning och i Sverige 36 000 ha (Jordbruksstatistik årsbok 2014). Vid insamling och rötning av blasten från betorna i Skåne skulle drygt 200 GWh biogas kunna produceras per år och driva minst 19 000 bilar eller 1000 bussar. Men idag lämnas den i fält. Tidigare studier har visat att betblast från sockerproduktion är på gränsen till lönsamt att skörda och använda för biogasproduktion (Lantz, 2013b). I det här projektet har flera forskare, en biogasproducent och en representant för betodlarna gemensamt tagit fram och undersökt ett par förslag för hur skörd, lagring och rötning av betblast kan genomföras och hur olika tillvägagångssätt påverkar kostnader och klimatpåverkan. Dessa innefattar en jämförelse av två olika skördekedjor och undersökning av effekterna av att fraktionera betblast före lagring och rötning på; biogasproduktion, ekonomi och klimatpåverkan. För dessa beräkningar antogs att endast betblast rötades i en biogasanläggning med en årlig produktion om 172 TJ (48 GWh) metan. Effekterna av att introducera icke fraktionerad och fraktionerad betblast i en samrötningsanläggning analyserades också. Dessutom arrangerades en skördedemonstration i oktober 2013 i samarbete med Skånska Biobränslebolaget (länk till video). Analysen av skördeteknik har begränsats till skörd av blast från betor odlade för sockerproduktion, vilket är det som görs i Sverige idag. Om sockerbetor odlas endast för biogasproduktion kan andra skördetekniker för betor och blast vara aktuella. Studien har visat att när biogas från betblast ersatte fossil energi som drivmedel så sänktes utsläppen av klimatgaser kraftigt, med 80 %. Därmed uppfylldes EUs hållbarhetskriterier för biodrivmedel, både enligt dagens direktiv (35 % reduktion) och föreslagna framtida (60 % reduktion). Viktigt i detta sammanhang är att blasten är en restprodukt och den konkurrerar inte om åkermark för livsmedelsproduktion. I Skåne skulle ca 200 GWh biogas kunna produceras från betblast vid dagens sockerbetsproduktion. Men, även för den andel av blasten som skördas under september (motsvarande ca 40 GWh), då det är mer gynnsamt än vid senare skörd, är det svårt att hitta ekonomisk hållbarhet. Studien tyder på att kostnader och klimatpåverkan är de samma om betblast fraktioneras eller ej. I fallstudien framkom att fraktionering av betblasten gav praktisk möjlighet att ta emot mer material i den studerade samrötningsanläggningen. Vätskefraktionen kunde då ersätta vatten i förbehandlingen och mera torrsubstans (TS) kunde tas emot med den fasta fraktionen innan uppehållstiden begränsade mängden i rötningsprocessen. Att ersätta vatten i förbehandlingsanläggningen ger mindre kapitalkostnader per producerad MWh jämfört med om man skulle röta denna fraktion i en dedikerad anläggning. Men, inte heller i fallstudien medförde fraktionering lägre kostnader per producerad mängd metan. Blastskörden visade sig vara högre i september, 3,6 ton torrsubstans per hektar (t TS/ha), än i oktober, 3,2 t TS/ha, vilket gör det fördelaktigare att samla in blast i september än oktober. Av de skörde- och transportkedjor som teoretiskt utvärderades i projektet var det ekonomiskt mest fördelaktigt med en skördekedja där en mindre mängd blast samlades in (55 % av tillgänglig mängd) för att minimera maskinernas väntetider. Alternativet har dock nackdelen att en större andel kvarlämnad blast gör att en större andel av fältets ytafår ojämn förfruktseffekt i efterföljande gröda jämfört med ett scenario då större andel av blasten samlas in. Priset för skörd (i september) och lagring beräknades till 1,7–2,1 kr/kg TS både med och utan fraktionering. Detta är högre än det pris som tidigare beräknats (Gissén et al. 2014), vilket bedöms som underskattat. Tester av fraktionering av betblast gjordes i liten skala med en äppeljuicepress. Metanpotentialtester gjordes på de olika fraktionerna. Pressning av strimlad blast (13 % TS) gav en vätskefraktion (7 % TS) motsvarande en fjärdedel av våtvikten och 3 fjärdedelar återstod som fast fraktion (15 % TS). Den fasta fraktionen gav dubbelt så högt metanutbyte per kg våtvikt som vätskefraktionen, men ingen signifikant skillnad i metanutbyte per kg organiskt material. Ingen inverkan av sortval på betblastskörden eller metanutbyte per kg organiskt material kunde hittas vid test av fem sockerbetssorter som förädlats fram för sockerproduktion. När fraktionerad blast används kan möjlighet finnas att dubbelanvända lager för den våta fraktionen och rötrest. Det gäller även för andra flytande substrat som behöver lagras. Studien visar att dubbelanvändning kan påverka investeringskostnaderna för rötrestlagret signifikant och en närmare undersökning av om det är praktiskt möjligt vore intressant. När flera positiva faktorer samspelar kan det finnas möjlighet att med dagens förhållanden producera biogas som biodrivmedel från betblast på ett ekonomiskt hållbart sätt. Exempel på identifierade positiva faktorer är: högt blastutbyte, användning av underutnyttjade jordbruksredskap, rötning i befintliga anläggningar för att fylla ut substratluckor, korta transportsträckor och direktanvändning av färsk betblast utan lagring. Det är troligtvis endast för en liten del av den totala mängden blast som tillräckligt många positiva faktorer samspelar för att den idag ska kunna vara ekonomiskt intressant att använda för biogasproduktion.
|
|
| 13. |
- Lunner Kolstrup, Christina, et al.
(författare)
-
Farm operators' experiences of advanced technology and automation in Swedish agriculture: a pilot study
- 2018
-
Ingår i: Journal of Agromedicine. - 1059-924X .- 1545-0813. ; 23, s. 215-226
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- This pilot study investigated how farm operators use and experience working with advanced farm technology and automated systems. The study participants included 10 farm operators at 4 modern and technically well-equipped arable and dairy farms. The informants reported that the technology allowed for more accuracy and efficiency in daily work, made the work less physically strenuous, and gave more time for leisure. The challenges lay in systems and programs not being compatible and difficulties in interpreting generated data. At times, the technology was considered complex or difficult to handle and operate. It was also considered mentally stressful when it did not work as expected. Nightly alarms causing disturbed sleep and work time, and tasks losing some of their clear and natural starts and ends were the most challenging issues on dairy farms. Malfunctions disturbed the daily work, especially when spare parts or service technicians were unavailable. The informants concluded that advanced farm technology and automated systems had both positive and negative sides. They reported no consistent mental strain caused by the technology and considered it a necessity for their future work. However, technology and automated systems must be functional, user-friendly, and reliable to avoid imposing potential mental strain.
|
|
| 14. |
- Lunner Kolstrup, Christina, et al.
(författare)
-
Teknisk utrustning och automatisering : en möjlig stressfaktor i lantbruket?
- 2013
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Studiens syfte var att undersöka hur mycket lantbrukare och anställda använder avancerad teknisk utrustning och automatiserade system och hur de upplever att arbeta med det i sitt dagliga arbete. Hypotesen var att även om man har en teknisk utrustning och automatiserade system, så är det inte nödvändigtvis lika med en bra arbetsmiljö, ökad arbetseffektivitet och flexibilitet i det dagliga arbetet. Studien omfattade två företag med växtodling varav en med mycket legokörning samt två gårdar med robotmjölkning i Skåne och Kalmar län. Tio personer intervjuades på de fyra gårdarna under perioden mars 2012 till juli 2013. Generellt kretsade intervjuerna på både växtodlings- och mjölkgårdarna kring snarlika teman 1) Teknik och funktioner som användes och som ansågs vara både problematiska och utmanande 2) Svårigheter med de administrativa systemen 3) Vad göra med de stora mängder datainformation som tekniken genererar 4) Konsten och svårigheten att lära sig ny teknik 5) Tillgängligheten av utbildning och support 6) Värdet av driftssäkerhet och problematiken kring driftslarm 7) Ett arbete i förändring. Resultaten från intervjuerna visade att både växtodlings- och mjölkgårdarna hade en hög mekaniseringsgrad. Dock var inte maskiner, utrustning och administrativa system så teknisk avancerade som förväntat och deltagarna använde inte alla tillgängliga funktioner fullt ut. Dock ansåg de intervjuade att man använde de funktioner man hade störst nytta av till nära 100%. Intervjuerna visade också att avancerat teknisk utrustning och automatiserade system både uppfattas som en möjlighet och en utmaning. Tekniken ger möjlighet för mer precision och effektivisering i det dagliga arbetet, den gör arbetet mindre fysiskt belastande och den ger mer utrymme för frihet och fritid. Utmaningen består i att systemen och programmen inte är kompatibla och informationen från systemen kan vara svår att tolka. Dessutom kan tekniken vara komplicerad eller besvärlig att hantera. Tekniken kan också vara en mental påfrestning när den inte fungerar t.ex. vid ett driftsstopp. För de som arbetar med mjölkproduktion är det mest påfrestande med de nattliga larmen som ger störd nattsömn samt att arbetsdagen inte har en tydlig avgränsning. Vid arbetet med växtodling kunde ingen tydlig stressfaktor identifieras men driftstopp stör alltid verksamheten särskilt om man inte har reservdelar eller inte kan komma i kontakt med servicetekniker. Sammanfattningsvis så upplevde deltagarna i studien att teknisk avancerad utrustning och automatiserade system både hade sina positiva och negativa sidor. Deltagarna kände sig inte stressade av tekniken och ansåg den som en nödvändighet i framtiden – men den skall vara funktionell, användarvänlig och driftssäker.
|
|
| 15. |
- Prade, Thomas, et al.
(författare)
-
Impact of Harvest Date and Cutting Length of Grass Ley and Whole-Crop Cereals on Methane Yield and Economic Viability as Feedstock for Biogas Vehicle Fuel Production
- 2019
-
Ingår i: Bioenergy Research. - : Springer Science and Business Media LLC. - 1939-1234 .- 1939-1242. ; 12:1, s. 137-149
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Grass ley and whole-crop cereals used for biogas production are often finely chopped for subsequent ensiling and anaerobic digestion. Chopping can impact not only ensiling stability, digestibility and risk of process hick-ups in the digester but also harvesting capacity and fuel consumption. Based on field experiment data, the aim of this study was to investigate how three different nominal cutting lengths in the range of 3.5 mm to 12.5 mm impact methane yield and economic viability of grass ley and whole-crop cereals used as biogas substrate. A shorter cutting length affected the specific methane potential differently for the different crops, + 14 to − 25%. In biogas vehicle fuel production, balancing the additional energy and economic costs for shorter cutting length required an increased methane potential of less than 1% and 3%, respectively. As long as a decrease in cutting length increased the methane potential, the energy balance and economic result improved, despite higher energy inputs. However, mechanisms behind the impact on methane potential deserve further attention. In conclusion, we have shown that it is economically viable to produce methane gas, as a vehicle fuel, from several agricultural crops grown in the south of Sweden, i.e. grass ley and whole-crop rye and wheat, when they are harvested/chopped with a forager, ensiled as biogas feedstocks and processed to methane gas in a large-scale biogas plant.
|
|
| 16. |
- Prade, Thomas, et al.
(författare)
-
Vall och helsäd ger mycket biogas! : hacka fint eller grovt med exakthacken?
- 2015
-
Ingår i: LTV-fakultetens faktablad.
-
Annan publikation (populärvet., debatt m.m.)abstract
- I ett samarbete mellan Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) och Lunds universitet har en forskargrupp undersökt hur snittlängden vid hackning av vall och helsäd, som biogasgrödor, påverkar metanpotentialen, energiavkastning och produktionskostnad. Resultaten visar på ett högt energiutbyte både hos vall och helsäd. Vidare är sambandet mellan snittlängd och metanpotential mer komplext än förväntat. Det verkar inte alltid vara lönt att hacka fint – tvärtom ser det i vissa fall ut till att både leda till minskat energiutbyte och kosta mer. Den viktigaste slutsatsen är att optimera metanpotential hos biogasråvaran först genom att välja rätt skördetidpunkt. Resultaten visar att det är möjligt att spara diesel och arbetstid genom att välja en längre snittlängd.
|
|
| 17. |
- Prade, Thomas, et al.
(författare)
-
Vall och helsäd som biogassubstrat : utvärdering av skördetidpunktens och snittlängdens påverkan på energiutbytet och substratkostnaden
- 2015
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Vall samt råg och vete skördad som helsäd används idag som biogasråvara i Sverige. Tidigare studier har visat att metanpotentialen, energiutbytet och även substratkostnaderna skiljer sig beroende på när grödorna skördas samt hur fint materialet hackas. Målet med detta projekt var därför att undersöka hur vall och helsäd effektivare kan utnyttjas som biogassubstrat genom att optimera skördetidpunkt och snittlängd. Andra forskningsfrågor var hur biomassaavkastning i fält samt snittlängdsinställningar hos exakthacken påverkar dieselförbrukning och skörde¬kapacitet vid skörd av vall och helsäd. Med hjälp av dynamiska skörde- och transportlogistikmodeller som, baserat på uppgifter om dieselförbrukning och tidsåtgång från ett skördeexperiment, gav dieselförbrukning och skörde¬kapacitet vid olika snittlängdsinställningar, skördetidpunkter och val av grödor. Resultaten visade att när snittlängden ökade från 3,5 till 9 mm, minskade diesel- och tids-åtgången med 17 respektive 33 %. Snittlängdställningar påverkar även metanpotentialen som bestämdes i labbtest. Sambandet är dock mer komplext än tidigare väntat. I våra studier har det visat sig att det inte alltid är lönt att hacka fint – tvärtom kan det både leda till minskat energiutbyte och kosta mer. För vall och vete ledde en finare hackning (4 istället för 12 mm) till att metanpotentialen minskade med 9 respektive 13 %, medan den ökade med 12 % när råg hackades finare. Det behövs fler detaljstudier som undersöker mekanismerna bakom de resultat som presenterats här samt sätter det i samband med skördetidpunkten, t.ex. med grödans mognadsgrad och TS-halt som faktorer. Potentiella energivinster och substratkostnader beräknades med hjälp av livscykelmetodologi. Energivinsten för råg och vete var mycket hög, 36 respektive 33 MWh/ha. Detta motsvarar en energiuppväxling på drygt 5 gånger den insatta energin. Energivinsten från vall blev 24 % lägre än för råg, 28 MWh/ha. Detta baserades på de skördenivåer för vall, råg och vete på 12,2, 12,1 och 12,1 ton torrsubstans per hektar och år, vilka mättes i fältexperiment. Siffrorna har justerats för förluster vid skörd, transport och lagring, som också mättes i projektet. Energivinsten för råg och vete kan vara ännu större, eftersom andra studier, som gjorts i samarbete mellan SB3 och SLU Alnarp, har visat att skördeökningar på 25-30 % är möjliga. Däremot förväntas biomassaavkastningen av vall inte utvecklas på samma sätt, tvärtom, så visar tidigare studier att andra årets skördar av vall kan vara upp till 30 % lägre än första årets. De undersökta biogassubstraten hade lägre kostnader än betalningsförmågan från en potentiell biogasanläggning. Under de bästa förutsättningarna hade råg och vete de lägsta total-kostnaderna (514 respektive 521 kr/MWh) för produktion av fordonsgas. Fordonsgas från vall i 3-skördesystem hamnade ca 10 % högre, på 570 kr/MWh. Vallens funktion som avbrottsgröda och dess goda egenskaper vad gäller markkolsuppbyggnad bidrar med att koldioxid binds i marken samtidigt som markens bördighet höjs potentiellt. Dessutom kommer fordonsbränsle producerad av vall förmodligen att räknas som andra generationens avancerade biobränslen, som är berättigat till skattereduktion, samt vars produktion, enligt EU-regler under förhandling 2015, får räknas dubbelt i den nationella statistiken för produktion av förnybar energi.
|
|
| 18. |
|
|
